|
莫永成 李德毅 张杰
1、引 言
单路单载波(SCPC)是频分多址(FDMA)的一种，即每一话路使用一个载波。信道的按需分配方式(DAMA)是指所有的信道归各站所公有，信道的分配是根据各地面站提出的申请而临时决定。SCPC／DAMA因为是在每一载波上只传输一路话（或相当于一路话的报或数据业务），当没有话音信号时，可以利用话音开关，关闭所有载波，有话音信号时才发射载波，从而可以大大节约卫星功率。：又由于DAMA可以提高信道利用率，使用比较灵活。所以，在每站的通信容量较小，通信地址数较多的移动卫星通信系统中，使用这种方式是非常有利的。
但是，这种SCPC／DAMA方式有一个重要缺点是产生互调干扰。产生互调干扰的主要原因是：卫星转发器的行波管放大器在同时放大多个不同频率的信号时，由于它的输入输出特性的非线性，使输出信号中出现各种组合频率成分。这种现象不但影响了通信质量，而且浪费了卫星的功率。为了避开这些干扰频率，有些频带便不得不禁止使用，因而又造成了卫星频带的浪费。另外，如果被放大的各个载波信号强度不同时，还会发生强信号抑制弱信号的现象，使弱信号大大削弱，以致无法为对方地面站所接收。由此可见，为了有利于发射功率不同的大小站兼容，需要确定出系统的最佳或准最佳信道分配方案。
本文首先利用SCPC的特点，推导出SCPC移动卫星系统中互调干扰功率谱的一种快速计算方法；然后通过对四种信道分配方法的比较，给出了SCPC／DAMA移动卫星通信系统的信道最佳分配方法；最后对一个具体的移动卫星通信系统，确定出其最佳的信道分配方案。
2、三阶互调功率谱的快速计算
为了简化分析计算的过程，必须运用如下三个重要结论：第一，对等幅互调的分析表明，三阶互调显著地大于五阶互调，因而五阶互调可以忽略不计；对于 不等幅载波的情况，只要它们之间幅度相差不大(例如不超过一个数量级)，此结论仍然成立。第二，有两种三阶互调物： (fi+fj+ fk)型和(2 fi- fk)型，前者的功率电平比后者高6dB。第三，如果载波中没有主载波，即没有一个载波的功率超过总输入功率的10％，那么互调产物的功率同各载波的电平成比例。
通过采用快速付立叶（FFT）计算，避免了计算单个互调载波的功率，使得运算速度大为加快，并且得出计算时间与载波数几乎无关，一次计算就能得到所有信道上的互调功率。
3、四种信道分配方法的比较
在计算出三阶互调功率之后，需要在此基础上确定出信道分配的具体方法，使得被分配的信道无三阶互调干扰或所受的三阶互调干扰影响最小。下面通过对四种信道分配方法的比较，得出SCPC／DAMA移动卫星通信系统信道分配的最佳方法。
3．1 无三阶互调信道排列法
寻求无三阶互调信道分配方案的问题，相当于寻求具有不同元素的一个简单的差分三角形。
定理：设有L个连续信道N个载波的SCPC卫星通信系统，载波被分配在信道的中间位置(N＜L)。那么在分配的信道上消除三阶互调产物的充要条件是：这些分配信道的差分三角形具有不同的元素。
推论：如前所述，对于SCPC卫星通信系统寻求无三阶互调信道分配方案的问题，相当于寻求一个具有不同元素的唯一的差分三角形的数学问题。
3.2 最小互调信道排列法
(1)单电平载波的基本删除／插入法
定义最差载波为受到互调干扰最大的具体载波。在基本删除／插入法中，首先要给出初始信道分配，然后再对它进行删除运算和所得插入运算。进行删除运算时，删除一个载波，使所得信道分配的最差载波的互调干扰下降最大。进行插入运算时，在当时信道分配的末使用频隙中插入一个附加的载波，使所得信道分配的最差载波的互调干扰量增加最少。不断地进行删除／插入运算和插入／删除运算，直到最差载波中的互调干扰不能进一步减少为止。
| 
